火力发电厂降耗节能措施

火力发电厂降耗节能措施

　加强工业节能减排，是践行科学发展观，走低碳经济、可持续发展道路的必然要求，是企业降本增效，提高市场竞争力的主要途径。电力行业也在及时转变观念 ,在节能降耗上加大投入 ,加快新技术的开发及应用。下面我为大家分享火力发电厂降耗节能措施，欢迎大家阅读浏览。

　 一、设备概述

　良村热电#1、#2发电机组厂用电率约759%、789%，与同业对标，与国内先进火电机组有一定差距。本文结合具体情况从节能改造、优化运行方式等方面深挖节能潜力进行探讨,最大限度降低厂用电率以适应时代对火电厂发展的需求。

　石家庄良村热电是河北南网重要的电源、热源支撑点，锅炉为东方锅炉生产的型号为DG1110/174-II12 型亚临界一次中间再热自然循环燃煤汽包炉，单机配三台双进双出钢球磨煤机，两台引风机、送风机、一次风机，风机均采用动叶可调轴流式风机。汽轮机为东方汽轮机生产的亚临界、一次中间再热、三缸双排汽、单轴、两级可调整供热抽汽、凝汽式机组。配有两台50%BMCR容量的汽泵，一台35%BMCR容量的电泵，两台凝结水泵(一台变频调节)、两台循环泵。发电机为东方电气制造的QFSN-330-2-20型氢冷发电机，经容量为370MVA的主变接入220kV升压站，发电机出口经高厂变接带厂用电，厂用电分为6KV和400V两个电压等级。机组大容量辅机和低压厂用变接入6KV 系统，低压供电方式采用PC/MCC方式，两台机组设一台高压启动备用变压器。

　 二、降低厂用电率的具体措施

　厂用电率的决定因素有多个，辅机电动机的耗电量对厂用电率起着决定性的作用，同时合理调整、运行方式优化、节能改造同样影响着厂用电率。

　通过几年的运行，暴露出部分设备在运行时的节能潜力很大，良村热电通过对设备的节能改造取得了明显的效果，厂用电率得到了有效控制。

　1 磨煤机高铬钢球改造

　由于机组为河北南网骨干电厂，经常性参与机组调峰，在晚22:00-次日6:00时间段经常处在机组低负荷状态，有时机组负荷仅略高于最低稳燃负荷，此时即使采用双磨运行,磨煤电耗仍较高依旧居高不下，造成大量能源浪费。通过考察采用铬锰钨抗磨铸铁球(高铬钢球)替代现使用的中铬钢球，并优化磨球级配方案，首先对1B磨进行更换钢球改造试验，技改后根据运行数据统计分析，在磨煤机出力不变、煤粉细度不变的情况下，1B磨煤单耗能明显下降，电流从之前的140A左右降至115A，电机功率从1200kW/h左右降低至1000kW/h，计算每天节电约4800kWh，按每千瓦03元，年单磨运行7000小时计算，年节约费用约42万元以上，节电效果明显。同时通过更换钢球，1B磨内装载量下降，通流面积增加，同时降低了一次风压、降低了一次风机电耗，两台一次风机电流减少共计5A，每小时功率减少约45kW，按机组运行5500小时计算，按供电每千瓦03元计算，年节约费用约74万元。取得成功经验后，陆续对两台机组的六台磨都进行了改造。

　2 循环水泵电机高低速切换改造

　良村热电两台300MW机组设有四台循环泵，每台机组配有一台双速循环泵，由于低速电源安装时就存在问题，无法进行高、低速电源切换，冬季仍运行高速循环泵，造成较大的电量损耗。同时也造成凝汽器端差上升至15℃，机组经济性、安全性大幅降低。因此对1B、2B两台双速循环泵进行了电源改造，根据异步电动机的转速公式n=60f/p，只要改变频率f或极对数n就可以改变转速，对于循环泵，只需在小范围内进行不经常的调速，考虑到改造成本和维护量，首选改造磁极对数来改变转速，通过加装高、低速电源切换柜来实现循环泵高、低速电源切换，改造前单台循环泵在12极496r/min转速下运行，电机额定功率为1900KW，改造后单台循环泵在16极373r/min转速下运行，电机额定功率为800KW，设备改造后针对性的制定了与循环泵高、低速相匹配的运行方案，循环泵耗电率及厂用电率同比明显降低。数据显示低速循环泵投运后电流明显下降，由195A降至120A， 通过冬夏季不同方式数据分析循环泵耗电率067%下降至05%，降幅明显。同时采取了循环水并列运行、根据真空冬夏季合理安排循环泵启停方式，通过一段时间的运行，对比优化前、后的数据，发现循环水泵耗电率由2012年度085%降至2013年度08%、2014年度079%，下降幅度005%、006%，变化幅度为6%、7%。采取优化方案后2014年共节约厂用电量约18823万度，折合人民币6211万元，节约节能效果明显。

　3 锅炉本体照明改造

　良村热电#1炉本体现有灯具546套，均采用70W的金卤灯，截至2014年灯具使用近3年多，老化严重损坏频率极高，人工及材料费等维护费用较高。通过改造将#1炉现有70W的金卤灯全部更换为30W LED节能灯436套，减少灯具110套，且同样满足现场照明需要，将控制箱实现了分区控制(长明部分手动远方控制，夜间照明实现自动光控/手动转换)。#1锅炉本体总计546套灯具，每年维修量约200套，每套灯具更换灯泡(82元)、镇流器(79元)、触发器(15元)共计200套，直接材料费352万元， 人工费16万元 搭架子费用046万元，合计558万元 /年，因灯具更换后，寿命为7年免维护，7年可节约维护费3416万元 。改造前#1锅炉房本体照明耗电208万度;改造后耗电为557万度，节约电能1523万度，按照我厂现在上网电价04316元计算，节电费用639万元/年，7年节约电费4473万元。根据节约维护和电能费用计算，每年合计可节约费用1197万元;本次改造费用实际费用39万元，灯具单价约902元，数量为436套，按照每年节约1197万元计算，326年内可收回投资。在2015年大修中对#2炉照明也实施了改造。

　4 合理优化辅机运行方式

　(1)汽机专业将凝汽器补水方式改为为自吸补水，停运凝补水泵，通过凝汽器的负压作用将凝补水箱内的除盐水吸进凝汽器，并保证凝补水箱液位不能低于4200mm，防止发生凝汽器漏空现象，特殊情况下自吸补水不能满足要求时再启动凝补水泵补水，大大缩短了凝补泵的运行时间。机组启动阶段采取无电泵启动方式，启动汽泵前置泵向锅炉汽包上水，提前将一台汽泵定速至3100r/min,保证汽包补水要求。

　(2)锅炉专业根据磨煤机出力情况定期安排清理分离器及添加钢球，保证制粉系统最佳出力，降低制粉系统耗电率。根据机组运行出力情况，及时安排停止1C、2C磨煤机运行，以保证负荷不受阻为原则，尽量减少C磨煤机的运行。同时加强受热面及空预器吹灰，确保空预器差压不增大、受热面不积灰，减小风机耗电量。

　(3)电气专业将变压器的冷却器风扇控制自动运行，尽量避免在手动方式。现场照明以既确保生产现场必要的亮度，又尽可能地节约厂用电为原则，将原来常开照明的场所，根据现场情况两路分控的只开一路，多路控制的`开启一半。现场的空调控制以保证室内设备温度为原则控制启停，因现场照明电压402V偏高，调节照明变压器的有载调压装置至380V,降低工作电压节约电能的同时延长灯具的使用寿命，同时控制办公非生产用电节能。

　(4)化学专业超滤出水提升泵采用变频泵运行，尽可能停运工频泵。保持除盐水箱高液位运行，通过液位差自流至凝补水箱，以减少除盐水泵运行时间。液氨卸载时通过液氨储罐和液氨槽车的压力差平衡液位，以减少液氨压缩机启用时间，降低电耗。污废水排放泵按照液位控制自动运行，避免造成空转。

　(5)输煤专业缩短上煤时间，避免皮带超负荷运行和长时间小流量运行，如遇堵煤，设备故障等上游设备跳闸，待煤流走空后先将下游设备停运，避免处理缺陷过程中下游设备长时间空转，努力降低输煤设备空运转时间，降低输煤耗电率。

　(6)除灰专业在满足环保要求前提下调整除尘器高压参数，限制各电场二次电流极限值。根据机组负荷和空压机负荷情况及时启停空压机，根据锅炉输灰压力曲线，及时调整输灰结束压力设定值，减少压缩空气用量，降低空压机出力。

　良村热电经过近三年的技改实践，取得了显著成效，截至到2015年6月，#1、#2发电机组厂用电率分别完成约685%、719%。由于2015年下半年电除尘及脱硫脱硝综合改造，新增了大量耗能设备，厂用电率又有所上升，随着国家节能减排政策的不断深化，作为发电企业，应该积极响应国家政策，将降低厂用电率作为一个长期的课题来研究。

　 三、节能改造的潜力

　1、利用新技术，对辅机变频节能改造

　火电厂辅机出力随发电机负荷的大小而变化，电网负荷随时在变化，发电机输出功率变化，风机、水泵等主要辅机出力也要相应调整，对于采用调节阀或挡板调节的风机、水泵，运行中的特点是转速在±20%范围内变化时，其运行效率变化不大，其流量与转速的一次方成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比，当转速降低后，其轴功率随转速的三次方降低，驱动风机、水泵的电机所需的电功率亦可相应降低，所以调速是风机、水泵节能的重要途径。在风机、水泵的流量调节中，节流调节最为简单，也是目前应用最多的调节方式，主要缺点是能耗偏大。由于变频调速在频率范围、动态响应、转差补偿、功率因数、工作效率等方面是与交流调速无法比拟的，因此开展变频调速节能降耗势在必行。

　2、电气设备改造优化选型

　对今后需要改造或者新增的电气设备，要从节能角度出发进行技术经济比较，做好电气设备评标选型。

　(1)优先选用高效电动机

　高效电动机是指总损耗比标准系列电动机降低20%以上的电动机。高效电动机由于定子铁芯、转子铁芯均采用高导磁、低损耗的优质电工硅钢片构成,且制造工艺较先进,所以电机在运行中各种损耗较低,功率因数高,运行热稳定好,使用寿命长。同等情况下,高效电动机比标准电动机效率提高3%,但制造成本却比标准电机高出30%。对火力发电厂不需要进行状态调节的辅助机械而言,把拖动电动机更换为高效电动机是一种行之有效的方法。

　(2)采用节能型变压器。

　由于材料技术的不断发展和变压器厂对结构的不断改进 ,节能型变压器发展也很快 , 目前已发展到 S10型甚至S11型。而以节能为技术特点的S9型变压器与节能效果更好的S11型相比较已变成“费能”型。S11变压器适用范围广，性能水平高于S9型变压器，空载损耗平均降低30%，空载电流降低70%。因此应优先选择节能的S11型变压器或更新型的节能变压器。 在选用配电变压器(容量2500KVA及以下)时应优先选用S11型干式变取代同容量的油浸变或其他干式变压器，可明显降低无功损耗。

　3、通过调节厂用电经济电压来降低厂用电率

　高电压状态下，不仅危及电动机绝缘，而且使电动机损耗大大增加,过高的运行电压会增加无谓的电能浪费。所以需要给厂用辅机优选一个合理的运行电压范围，进一步挖掘设备的节能潜力，降低厂用电率。电力行业标准和企业标准《规程》规定：电动机的运行电压范围为95%～110%额定电压，在此范围内电动机的总损耗是不一样的，分析外加电压的目的是寻找一个最经济的运行电压。想找出全厂所有辅机电动机损耗最小的函数表达式的方法十分繁冗。所以对于全厂众多的厂用辅机电动机运行中自身损耗可以用试验(调节电压)方法的来求函数的极值，以便找出对应的6kV母线电压Uj即经济电压。就目前400V厂用段运行电压来看，通过调节分接头适当降低厂用母线电压应是可行的，预期节电量非常可观，参考同行降压节电效果，可使厂用电率降低约01%。

　4、减少发电机组封闭母线输电过程中的铁磁性损耗

　大型发电机组从发电机至主变压器等回路采用封闭母线输电，减少输电过程中的铁磁性损耗。由于封闭母线局部分接位置磁屏蔽不严及其钢构安装形成闭合回路等原因，在交变磁场的作用下钢材料会产生涡流损耗和磁滞损耗 ,称为铁磁性损耗，如果铁磁性损耗过大 ,会造成钢材料局部过热，可能会威胁到人身安全、设备安全或结构安全 ,还造成大量电能损耗。要减少铁磁性损耗 ,应从减少交变磁场中钢材料的使用、增加屏蔽、避免形成闭合来回路、改善钢材料与载流导体空间关系等方面处理。

　5、有效控制电气设备运行过热问题

　电气设备如开关、母线等由于设计安装不当或者维护不到位以及环境条件恶劣等影响，在运行中经常会造成开关隔离触头、母线接头等部位过热现象，不仅威胁设备安全运行，还会损耗一定的电能。对设计安装容量不足的情况要对设备进行有针对性的增容技术改造。对维护不到位及环境影响的情况，要严格执行检修工艺标准，处理过热部位，使用电力导电膏。在承载负荷电流的开关触头、母线接头清理后涂敷导电膏，接触电阻比未涂敷下降25%至95%，温升比未涂敷下降25%至70%，可节省有功电量。

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供热站一次网补水泵安装在除盐水水箱与一次网之间，通过自动控制柜，将除盐水箱中将除盐水通过补水泵打到一次网中，供锅炉一次方循环二次网补水泵一般在自来水箱与二次网之间，通过自动控制柜，将自来水按设定压力自动补寄给二次网。

集中供热系统的热力站是供热网路与热用户的连接场所。它的作用是根据热网工况和不同的条件，采用不同的连接方式，将热网输送的热媒加以调节、转换，向热用户系统分配热量以满足用户需求，并根据需要，进行集中计量、检测供热热媒的参数和数量。

热力站按供热形式分直供站和间供站，前者是电厂直接供用户，温度高，控制难，浪费热能。是最初电厂余热福利供热的产物。

后来开始收费，才有热力公司。随着商品经济发展，热商品化，热力公司开始提高供热质量，才有间供站，这属于集中供热。还有锅炉供热，省掉电厂环节，但是效率低，污染大已近淘汰。集中供热是发展方向，间供站为主。

　　一、供热系统消耗能量的环节和评估

　　1．供热系统消耗能量的环节

　　供热系统由热源反热能送达热用户，一般都要经过热制备、转换、输送和用热这几个环节。

　　我国城市集中供热热制备主要来自燃烧化石燃料（煤、油、气）的区域锅炉房和城市热电厂。区域锅炉房的主要耗能设备是锅炉、燃料输送及灰渣清除机械、鼓风机和引风机、水制备和输配系统的水泵（循环水泵、补水泵和加压泵）；它们耗用的能源是燃料、电力、水和热；通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。热电厂是由抽凝式、或背压式（包括恶化真空）供热机组排（抽）汽通过热能转换装置（通常称为首站热交换器）传递给热网系统；首站是供热系统的热源，主要耗能设备是热交换器、输配系统的水泵。它们耗用的能源是蒸汽、电力、水和热；通常可能用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。

　　热能输送由热网承担，供热管道由钢管、保温层和保护层组成，其结构依敷设而异。管道敷设有架空、管沟和直埋三种方式。它们的能量消耗是沿途散热的热损失和泄漏的水、热损失。一般可用热网热效率来表示其保温效果和保热程度；热网补水率来表示热网水泄漏的程度。在热网管线上有时还设置中间加压泵，以降低和改善系统水力工况（设置在非空载干线上，还能节省输送电耗），它的能量消耗设备是水泵，可用单位供热量的耗电量来评定耗能水平。 毕业论文 http://wwwbylw8com

　　能量转换是通过热力站交换器把一级网的热能传递给二级网，并由它输送到热用户。热力站是二级网的热源，主要耗能设备是热交换器、二级网系统循环水泵和补水泵。它们耗用的能源是一级网高温水/蒸汽、电力、水和热；通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。

　　用热环节即终端系统用热设备。城市集中供热主要是建筑物内的采暖（为简化分析只谈最大热用户）。一般都是通过采暖散热器把热传给房间以保持舒适的室内温度。它的耗能设备是采暖散热器。其能耗量取决于建筑维护结构保温性能、保持的室内温度和外界环境的温度；其耗热量可通过计量进入的循环水量和供、回水温差积分获得。通常以单位供暖面积的耗热量来评定耗能水平。

　　2．系统热耗的估计

　　供热系统从热制备→转换→输送→用热环节的能量进入和输出必须相等，即：

　　输入能量=可用能量+∑能量损失

　　能源利用率=可用能量/输入能量

　　可以这样认为：供热系统是由多个子系统组成。热用户是终端，采暖散热器是终端用热设备。热力站、二级网和终端组成二级网子系统，热力站热交换器成为该子系统的能量转换点，一级网水则为它的热源。锅炉房（或热电厂首站），一级网和热力站组成一级网子系统，热力站是该子系统的热用户，锅炉受热面（或首站热交换器）成为能量转换设备，锅炉（或热电厂流经汽机制蒸汽）是热源。锅炉本体（或热电厂）自成一个子系统，称为热源子系统。若设采暖散热器耗为NO，二级网管路热损失为E1，泄露漏热损失E2，热力站内热损失E3，二级网管路热损失为E4，泄漏热损失E5，锅炉房（首站）内热损失E6。输入能量是燃料热N3，能量损失包括化学不完全燃烧损失E7、固体不完全燃烧损失E7、飞灰热损失E8、灰渣热损失E9，排烟热损失E10、（热电厂还应增加一项；供热分担的厂内热损失E11），输出则是二级网子系统的输入能量N2。 毕业论文 http://wwwbylw8com

　　则：一级网子系统的输入热量N1=NO+E1+E2+E3

　　一级网子系统热能利用率B1=100×NO/N1（%）

　　二级网子系统的输入热量 N2=N1+E4+E5+E6

　　二级网子系统热能利用率B2=100×N1/N3（%）

　　热源子系统的输入热量N3=N2+E7+E8+E9+E10（+En）

　　热源子系统热能利用率B3=100×N2/N3即锅炉热效率（热电厂热效率）（%）

　　供热系统热能利用率B=B1×B2×B3

　　3．系统电耗的估计

　　系统电耗评估与热能评估一样可以子系统后叠加。系统主要耗电设备有循环水泵、补水泵、鼓风机和引风机等，它们单位供热量的电耗由下式计算：

　　（1）水泵耗电量

　　式中，G……水泵运行流量 m3/h；ΔH……水泵运行扬程 m；η……水泵运行效率%；∑NO……系统供热量； h……有效小时数。

　　（2）风机耗电量可用同一个计算公式。此时

　　式中，G……风机运行风量 h；ΔH……风机运行风压 m；η……风机运行效率（对皮带传动应包括机械传动效率）%；∑NO……系统供热量

　　4．系统泄漏损失的估计

　　系统泄漏损失导致水资源和热能两方面损失。

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　　(1) 水资源损失量可认为等于系统补水量BS。若系统运行循环水量为G，则

　　系统补水率P=100×BS/G （%）

　　(2) 系统泄漏热损失由下式计算：

　　单位供热量的泄漏热损失BR=（P×G×ρ×c（t1-t0）/∑NO）式中ρ……水的密度，C……水的比热，t1……供水温度，t0……水源温度

　　二、从供热系统供热现状看节能潜力

　　下面列举一些实例，一是说明供热系统供热现状能耗存在着很大的差别，节能潜力巨大。二是说明经科学技术来改进和完善的系统，节能效果显著。

　　1．1993年北京对住宅供暖煤耗进行抽查，结果是煤耗差别很大；数据如表2-1；

　　1993年北京住宅供暖煤耗情况统计 表2-1

　　单位供暖面积煤耗（kg/m2）

　　22

　　25

　　31

　　39

　　占全市最单位的百分数（%）

　　5

　　20

　　45

　　30

　　与全市煤耗平均值比较（%）

　　-3071

　　-2126

　　+236

　　+1908

　　说明：H煤发热量为2303MJ/Kg

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　　H全市煤耗平均值为3275 Kg /m2。

　　2．沈阳惠天热电有限公司沈海热网（原沈阳第二热力公司）应用微机监控，节能可观：该公司于1993年12月7日对33个微机监控的热力站统计，采暖平均热指标为355Kcal/h·m2，而无微机监控的热力站统计，采暖平均热指标为42 Kcal/h·m2。这说明采用微机监控，实施科学运行，消除系统失调，可节能15%左右。

　　3．山东省荣成市供热公司安装自力式平衡阀，即节能又增收：该公司文化站（热力站）是以热电厂蒸汽为热源的一个热力站。供热面积12万平方米，分东、南、西北三条支线，连接91热用户。1997年在供水或回水管上共安装73台自力式流量控制器（除末端和压差较小的引入口不设置外，占全部热用户的80%），使热网系统水力工况大为改善；原来三条支线的供回水温差分别为东区55℃、南区91℃、西北区152℃，现在的供回水一样，都是13℃，实现了水力平衡；经调整后的单位供热面积循环水量在2-3公斤/小时，大多数在25公斤/小时，达到设计要求；在与去年蒸汽用量持平的情况下，增加供热面积1万平方米，增收用户热费达188万元。只运行一强45KW的水泵（原来是二台30KW的水泵），节约循环水泵电费约70万元。说明二级热网改善，解决水平失调，就可节约热能8%，循环水泵电功率减少25%。

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　　4．山东省烟台技术开发区热力公司发现架空和地沟敷设管道的热损失很大：该公司于去年冬天对热力管道保温状况进行测定。发现热网效率低于90%，其中架空和地沟热损失占855%，其保温效果远不如直埋敷设。经初步整理的结果如表2-2。

　　三种敷设方式管道保温状况实测数据表 2-2

　　敷设方式

　　架空

　　地沟

　　直埋

　　管道外径（mm）

　　820

　　820

　　529

　　测点间距（m）

　　355

　　2133．5

　　2647

　　保温材料/厚度（mm）

　　海泡石/20

　　岩棉/68

　　聚氨脂/50

　　实测流量（m3/h）

　　2228

　　1364→2073

　　3535→4473

　　管壁温度（℃）

　　698→95

　　695→679

　　693→84

　　单位面积热损失（W/m2）

　　850

　　572

　　92

　　沿途温度降（m2/km）

　　085

　　075

　　034

　　说明：实测时间：199921 实测时室外温度：3-4℃ 毕业论文 http://wwwbylw8com

　　5．山东省烟台市民生小区计量收费改造试验有效果：1997年在建设部城建司的指导下，美国霍尼韦尔公司与烟台市合作在烟台市民生小区建立示范点进行计量收费的实验。试验有单管式和双管式系统，并有相应的对比楼。

　　试验楼内采暖系统入口都安装热量计、散热器前都设温控阀；入口的自力式压差控制阀、立管的平衡阀、散热器回水支管制流量表、散热器上的热分配器按不同方案设置、对比楼内只在采暖系统入口安装热量计。

　　根据一个冬季运行的数据表明，没有过热和地冷现象，用户满意，能耗都低于对比楼，节能率413-1076。

　　三、供热系统能耗悬殊的原因分析

　　1．设备效率的不同

　　¨锅炉热效率是衡量热源子系统热能利用率的指标。体现燃料热被有效利用的程度。，燃煤供热锅炉的设计热效率（≥7MW）一般在75-85 %（燃油、汽供热锅炉热效率在90%左右）。但在使用时，由于锅炉结构、燃料供应、技术水平、管理水平、人员素质等方面不同的原因，使锅炉的运行效率差别很大。好的，能达到设计热效率，保证锅炉出力。差的，燃烧不完全、排烟温度高、各项热损失大，热效率不及50%，锅炉出力大帐降低；导致能源浪费，大气环境污染增加。

　　¨风机、水泵效率是电能转化为有用功的份额，体现电能被有效利用的程度：目前，风机、水泵效率一般在55-75%。它们的流（风）量和扬程（压头）的选择与配置是十分重要的，选择与配置得当，装机电功率合适，运行工作点处于设备高效率区域，电耗少。选择与配置不当（一般是偏大），装机电功率偏大，运行工作点偏离设备高效率区域，则电耗多，两者的相差可达10-30%。不仅如此，锅炉的鼓、引风机配置不当，还会导致锅炉热效率下降。循环水泵配置不当，还会系统水力工况。 毕业论文 http://wwwbylw8com

　　风机是热源子系统的主要附属设备，水泵是热网（一级和二级）网子系统的主要设备。其电耗大小，不但对电资源有影响，也对运行成本有显著影响。由于城市集中供热热负荷有随气候及用热变化的特点，设置变速风机和水泵已在并被实践证明可以进一步节能。

　　2．输送条件的不同：

　　¨热网热效率是输送过程保热程度的指标，体现管道保温结构的效果。一般热网热效率应大于90-95%。从上面实测情况看，直埋敷设管道能达到这一要求；而架空和管沟都达不互要求，其热损失远大于10%。如果地沟积水，管道泡水，保温性能遭破坏，其热损失甚至大于裸管。这一广泛存在于早期建设的热网。

　　¨热网补水率可近似认为（忽略水热胀冷缩的补充）是输送过程失水的指标。目前，热网（特别是二级网）运行补水率差别很大，在05-10%范围变化。正常情况下，应在2%左右；好的，补水率可在1%以下；差的，管道泄漏和用户放（偷）水严重，补水率可达10%左右。系统泄漏丢失的热水，补充的是比回水低得多的冷水（一般是10-15℃），要把它加热到供水温度至少是循环水的三倍（二级网运行供水温度一般为55-85℃，回水温度40-60℃）。这就是说，系统补水不仅是水耗问题，热耗是更大的问题。例如：补水率1%，即相当于减少至少3%的供热量；补水率10%，则相当减少至少30%的供热质量，其差别多大呀！ 毕业论文 http://wwwbylw8com

　　3．运行技术水平的不同：

　　¨热网水力失调度是流量分配不均程度的指标：按用户热负荷分配流量，使每个用户室温达到一致且满足要求，则失调度为1，即热网无水力的失调，若分配不当，出现冷，热不均现象，说明有水力失调，其失调度是大于或小于1。大于1，会把用户室温过高，导致热量浪费，小于1，会使用户室温达不到要求，供热不合格是不允许的。为解决失调问题，正确的做法应该是改进和完善热网，如在终端设置自力式流量平衡阀或其它有效措施；但至今仍然有大量的系统工程不同程度地采用'大流量小温差'来缓和这一问题。其实，'大流量小温差'运行并不减少供热量的热损失，而且带来循环水泵电耗的在幅度增加和热源供热量的增大（电耗与流量、扬程成正比；在管网不变条件下，电功率随流量的三次方变化）。实例说明，解决水力失失调，系统在设计流量下运行，能挖出8-15%的供热量。

　　¨科学运行调度实施按需供热，实现设备长期在高效率区间运行：做到这一点，供热能耗就会降低，违背这一点的，供热能耗就会升高。下面仅举几例说明：

　　☆根据实际情况，制订调节方式：目前，一般采用质调节。有些系统条用质、量并调，在初、末寒期适当减少循环不泵运行台数，就明显降低电耗。国外普遍采用量调节，其原因是：①量调节的循环水泵电耗最少。从上说，在管道尺寸已经确定的情况下，减少流量和降低电耗是三次方关第。如流量减少30%，电功率节省657%，对于多数地区一长段时间用70%左右的流量运行，年减少电耗40%左右是不成问题的。这是一个十分可观的节能数字。②量调节对用户用热量变化的响应比质调节快得多，质调节的温度变化从热源到用户的传递是以流速进行，管道中水流速为1至2米/秒，传送到1公里远的用户需要的时间是8分20秒-16分50秒，如果传送到10公里远的用户就需要15-3小时；如果水流速低，传递时间将增加。而量调节是以声速传递，其响应几乎是同步的，因此，一级网采用量调节是发展趋势。量调节应采用变速循环水泵，采用阀门节流的量调节运行，省电很少。 毕业论文 http://wwwbylw8com

　　按照室外温度绘制运行负荷图、温度图、流量图甚至时间图，并以它们指导运行。这样可以避免初、末寒期供大于需，浪费能量。

　　☆热源的容量和台数是由设计人员根据设计负荷、最大负荷、最小负荷和平均负荷的大小而确定的。运行时应根据热负荷的大小选择投入台数，这是因为锅炉热效率是随运行负荷变化的，一般地说，每台都维持在80%以上负荷能获得高效率运行。低负荷运行效率降低，这里有10%以上的节能潜力。

　　☆设置热源和热网的微机监控系统，可实行最优化的运行调节和控制，实践已说明是目前实现运行节能的有效技术措施。

　　4．管理体制和水平的不同：

　　¨供热单位正处于体制转轨过渡时期，自我经营、自我改造和自我发展的思想和能力有差别：在供热从福利变为商品、经营单位从事业机构转变以的期间，有的已经成为自负盈亏的企业（包括承包的），为质量保证和效益驱动，在上级主管部门支持下积极以科学技术改进和完善系统，以高质量商品供给用户，以减少能耗来降低成本和提高经济效益。有耕耘就会有收获，因而能源利用率逐年提高。有的还停滞不前留原来的位置，热费收不上、效益谈不上、改造无资金；老系统、老设备、老，于是，能耗就居高不下，能源利用率也就居高不下

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　　¨供热单位管理水平的不同显著影响能耗：人员和技术管理、系统和设备的检查、保养、维修和改造更新，……等差别对能耗影响是不言而喻的。例如，链条炉采用分层燃烧技术，就能改善燃烧提高热效率，保护和保持管道无泄漏和保温结构完好，就能减少大量能源浪费；严格水处理和保持水质，维持转换设备传热表面清洁，就能减少传热热阻、提高设备传热效率；对用户实行计量收费，就能刺激用户节能的积极性；……等等。不一一列举。

　　四、依靠科学技术提高供热热源利用率

　　1．利用科学技术提高能源利用率：所谓'节能潜力'是预测一定时期内，耗能系统和设备的各个环节，利用当前科学技术，采取技术上可行、经济上合理、优化系统和设备以及用户能接受的措施后，可取得的节能效益（减少能耗量或降低能耗率）。也就是说，预测通过技术改造和用户可接受的有效措施后，可取得的系统能源利用效率提高的程度。

　　2．与先进评估指标的差距体现节能的潜力：节能的潜力是通过分析对比得出的。目标是反各个耗能环节现有的耗能指标提高到先进水平，其运行评估指标的变化量则体现了节能潜力。因此，其潜力大小于对比对象和自身的基础有关，所以，各单位、各系统的潜力是不可能完全相同的。

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　　各环节欲追求的先进评估指标可以选用：①上最好的水平；②国内先进水平；③全国平均水平；④国际先进水平；⑤理论上能达到的最高水平。而且，随着节能科学技术的发展，系统和设备的不断进步和完善，选择先进的评估指标也会不断变化。

　　3．寻找能耗差距，制订可行措施，挖掘节能潜力：每个供热低位要定期检测评估各耗能环节的能耗指标，对比先进指标寻找能耗差距，分析能耗差别的原因，结合实际情况，研究和提出为实现先进指标的可行（包括技术和管理等方面）方案，经技术经济论证认为技术可行且经济合理后才能（分期或一次）实施。实施后，在运行中再检验是否达到预测的应挖掘的节能潜力和经济效益。

产品原理

HTECH换热机组是集成了换热器、循环泵、补水泵、仪表、传感器、电气控制及阀门管路于一体的机电化设备，并进行科学计算和优化设计，具有硬件配置精良，结构布局合理，控制系统先进，操作管理方便，节约运行费用等优点，能为不同需求的用户提供一体化的换热综合解决方案，已被广泛的应用到区域供热/制冷系统，生活热水系统，余热回收，海水淡化工艺冷却系统等诸多领域。

产品优势

专业化的设计

集热工机械、过程仪表、网络通讯、电气控制等设计于一体，可提供据不同用户对换热机组进行硬件和软件的优化设计，量身定做，以满足用户的不同工况要求。

质量更稳定

工业化生产，整机设计，整机生产，整机测试，并严格遵守ISO9001国际化质量体系，涵盖设计控制、采购控制、生产过程控制、成品检验以及产品安全控制等各个工艺环节，保证换热机组质量的稳定可靠。

性价比更高

结构紧凑，可大大节约机房面积和基建费用，出厂前已经严格检测，现场只需法兰连接，开机即可投入运行，减少现场安装工程费用，缩短工程建设周期。

运行管理更轻松

人性化的人机界面，操作管理方便。先进成熟的控制系统，故障率低，维护量少，节能运行，可真正实现无人职守安全运行和远程监控。

工作原理

调节方式

◆ 质调节 通过调节一次侧热源的流量来改变二次侧循环水的供水温度控制程序二次侧供水温度和室外温度传感器的信号，调节一次侧电动调节阀的开度，改变热源的流量，达到调节供热系统热负荷、节省热能的目的。

◆ 量调节 通过变频器来调节二次侧循环水泵的流量，实现调节热负荷的目的。虽节省运行费用，但容易造成水力失调。

◆ 质量调节 通过电动阀调节热源流量，同时通过变频器来调节循环水泵二次侧流量，实现二次侧循环水的温度-流量同时调节，这种方式既能节省热能、电能，又方便管理。

补水方式

◆ 定压补水 利用定压罐来进行系统补水定压。在系统水压达到上限或下限时，能通过气压罐来控制补水泵的开停，使系统压力温度波动较小。

◆ 变频补水 二次侧回水管上压力传感器知压力信号，控制器根据信号通过变频器来控制补水泵的转速，达到改变流量的目的。

控制方式

HZ智能换热机组控制器通过监测室外温度、一次侧、二次侧管网的压力、温度、流量以及电流、电压、电量等参数，控制一次侧调节阀开度，二次侧循环泵、补水泵转速和运行泵数量等，达到集中供热良好品质的社会效果与热力站低成本运行、经济运行的目的。根据用户的需求，我们可以提供三种不同的控制方式： a 手动控制 b 自动控制 c 远程控制

满足不同用户需求的控制方案

汉岱热网调控专家采用全球最先进的德国siemens智能控制系统，并结合中国换热实际工况，进行二次开发，为不同需求的用户提供最佳方案。

温度控制方案

通过室外温度变化和设定的经验调节曲线，进行温度补偿，自动控制一次侧电动调节阀，控制二次侧供水温度，以满足热负荷变化，实现节能舒适运行。

现场全自动无人值守控制方案

通过一次网电动调节阀控制二次网供水温度，并可进行室外温度补偿功能，根据二次网供回水压差或温差作为反馈信号，循环泵采用变频控制，二次网实现变流量控制，因此换热机组可在“大温差，小流量”节能状态下运行。根据二次网回水压力作为反馈的信号，补水泵采用变频补水；补水箱液位传感器可自动控制水箱液位，而且具有低液位保护功能；二次回水管路可加装泄压电磁阀，如二次回水压力超过设定值，电磁阀自动开启进行泄压至安全值后自动关闭；机组开机后可按预先设定好程序自动运行，管理人员只需定时对机组进行巡查。

远程监控自动无人职守控制方案

选择这种控制方式的换热机组除了具备以上控制功能外，还具有远程通讯功能，可选择不同的通讯方式：有线（电话拨号、ADSL、宽带通讯等）或无线（GPRS等)，并支持广泛的通讯协议（以太网，PPP协议，TCP/IP协议等）。通过上述通讯模式，可以把换热机组一次侧和二次侧温度、压力、流量，室外温度和室内温度，循环泵和补水泵的运行状态和运行频率，电动调节阀开度等机组参数实时的上传到中央管理站，或与楼宇自控系统（BAS）进行连接，对换热机组的运行状况进行在线监测，并具有供水温度超高报警，回水压力过低报警，水箱液位过低报警，供水压力超压报警，超压自动泄压，断电自动保护和联动等功能。通过监控中心上位机与现场控制器的双向通讯，管理人员可对机组控制参数进行优化设定，保证换热机组始终处于最佳状态，一切尽可掌握。

机组配置

板式换热器：丹麦SONDEX/山东汉岱

国际知名品牌，环保节能

最丰富的板片设计组合，60多种板型，全面覆盖热力工况

独特的板片设计，较低流速即能产生湍流，结垢倾向低

专利进口分流区，平衡流体分配，避免流动死角

SONDEX LOCK超级密封和密封槽，采用免粘不外漏卡口式垫片，使寿命延长

定压罐：意大利ZILMET

采用丁基橡胶或天然橡胶或囊，形变量大

吸收膨胀率高，体积小，外形美观

水泵：丹麦Grundfos

加工精良，省电节能，噪音小，使用温度范围广寿命长，运转稳定可靠

控制系统：德国siemens

PLC控制器，结构紧凑，扩展性好，液晶显示，可自由设定，性能卓越

PID调节，节能省热，故障自动分析并声光报警，可选配彩色触摸屏和远程控制并可与BA系统联网

变频器：瑞士ABB/德国siemens

采用泵和风机专用变频器，控制精确，信号无漂移，稳定可靠，节能省电，安全可靠，使用寿命长 蒸汽系统：英国Spirax Sarco

操作灵敏，品质卓越，安全稳定，寿命长

水侧阀门：丹麦Danfoss/天津WATTS

安全方便，易于操作，终生免维修，零泄露

使用领域

集中供热、区域供热、楼宇采暖、生活热水、地热利用、空调制冷、海水淡化、循环冷却、石油化工、食品医药以及各种需要换热的场所

循环水泵主要用于化工装置中输送、反应、吸收、分析、酸碱液体循环输送的水泵。循环水泵的原理是利用离心原理将液体循环起来。选择循环水泵时要参考现场使用工艺、所需参数等因素。

一：循环水泵产品介绍

循环水泵适用于污水、废气，电镀、涂装、线路板、化工厂、光伏、金刚线、制药、印染、半导体、清洗设备等领域。适用于清水、海水及带有酸、碱度的化工介质液体输送。可和化学药液过滤桶配套使用，将介质输送到过滤机进行过滤的水泵。

二：循环水泵型号参数

循环水泵主要有磁力循环泵、立式循环泵、自吸循环泵、化工循环泵、计量循环泵等。所选水泵型号根据使用参数选择。

三：循环水泵选型需要的参数

1：介质的特性：介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性等。

2：介质中所含因体的颗粒直径、含量多少。

3：介质温度：（℃）

4：所需要的流量一般循环水泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量，但必须考虑工艺变化时对流量的影响。农业用泵如果是采用明渠输水，还必须考虑渗漏及蒸发量。

5：压力：吸水池压力，排水池压力。管道系统中的压力降（扬程损失）

6：管道系统数据（管径、长度、管道附件种类及数目，吸水池至压水池的几何标高等）

四：循环水泵选型注意事项

1：使所选水泵的形式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、气蚀流量、吸程等工艺参数的要求。

2：必须满足介质特性的要求。对输送易燃易爆有毒的泵要采用无泄漏泵，对输送腐蚀性介质的泵，要求对流部件采用耐腐蚀性材料。对输送含固体颗粒介质的泵，要求对流部件采用耐磨材料，必要时采用清洁液体冲洗。如耐腐磁力泵、防爆磁力泵耐酸碱磁力泵等。

3：机械方面可靠性高、噪音低、振动小。

4：经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费的总成本。

5：具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点。

五：循环水泵使用案例

随着国家经济的飞速发展和城市化建设的日益推进，人们的生活质量和工作环境不断提高，舒适的建筑采暖已成为人们生活和工作的必需品，即是日常必需品，人们及相关学者已充分意识到建筑采暖系统的设计，对城市的环境和日常的生活有着很大的影响。本文以如下工程实例为依据，浅议高层住宅的采暖设计。

工程实例

郑州市地处中原，地势比较平坦，本文就以一个由二十栋十层高的高层组成的住宅群为例，假设该高层地下一层为储藏室，地上一层至十层均为住宅，来简要说明高层住宅建筑的供暖方式选用及室内、室外采暖设计。

一、高层建筑供暖方式选用

我国住宅建筑供热采暖多采用热电联产或区域锅炉房为热源的集中供热采暖方式。因为集中供热能够提供稳定、可靠的高品位热源，而且能节约能源，减少城市污染，具有显著的经济效益和社会效益。其中区域锅炉供暖方式安全、清洁、方便，且采暖时间可由小区业主协调决定，然而缺点是费用比城市集中供热方式略微有些高，此外管理不当还会引起污染问题 ，所以基于城市环保发展战略需求，近年来，随着能源构成情况的变化，住宅建筑供热采暖系统也朝多元化方向发展，大力发展热电联产集中供热分户计量方式，成为已我国二十一世纪建筑采暖方式的首选，有关规定说明：“只要有可能接入热电联产集中供热网的，坚决不采用其它方式供暖”。

对于高层住宅建筑而言，采用市政集中热力网热电联产的方式供暖即安全又清洁又方便。热电联产是利用燃料的高品位热能发电后，将其低品位热能进行综合利用的供热技术。通过相关计算表明，此种供热效率约为中小型锅炉房供热效率的2倍，产热量造成的空气污染也远小于中小型锅炉房。 但也存在一定缺点，长久以来我们地处北方的建筑大都采用集中供暖方式，也多以居室采暖面积而定。此种计量收费方式给供暖收费带来很大麻烦，也就是说用户居住或不居住，都得交采暖费，导致30～40％的热量浪费。其次，长距离输送，管网初投资高，维护、管理费用也高。然而随着问题的发现，解决的办法也随之出现，按照前苏联的大规模实验结果，将此种供热末端增加调节手段，并采用按热量计量收费后,可节省热量30％以上，避免了以上诸多不便，所以集中供暖分户计量的采暖方式被广为应用，成为是我国非常提倡的一种供暖方式。尤其对高层住宅建筑区域，热电联产集中供热，分户计量更应是以后采暖方式的重点发展方向。

二、高层住宅室内采暖设计

2．1热负荷设计

采取分户热计量设计的高层住宅室内各房间采暖热负荷设计计算包括围护结构耗热量、冷风渗透耗热量和外门开启冲入冷风耗热量。围护结构耗热量：由基本耗热量和附加耗热量两部分组成，其中基本热耗量由公式q1=afk(tn-twn)计算得出；附加耗热量包括朝向附加、风力附加、高度附加，各项附加应按其占基本耗热量的百分比来确定。冷风渗透耗热量：指由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量，由公式q2=028cpρwnlln(tn-twn)计算所得。外门开启冲入冷风耗热量由q3 = qj•βkq公式计算得到。

热负荷计算过程中需要注意的是：①由上述第一点可知此高层选用了分户计量，用户可以根据不同使用时间来调节自己室内的温度，而分户计量在户内系统中采用了温控阀，为满足热计量后温度调节的需要，住宅室内设计温度，应按相应的设计标准提高2°c，作为设计时温度计算参数，而不加到总热负荷中。②计算住宅围护结构耗热量时应注意：外墙传热系数应采用考虑热桥作用后的平均传热系数；轻质墙体应结合供热制度进行修正；当房间地面沿外墙有供热管道地沟时，该房间可不计算地面耗热量；地下室若不采暖顶板必须采取保温措施，并计算其温差传热量。③相邻房间温差大于或等于5℃时，应注意计算通过隔墙或楼板的传热量。因为此住宅采用了分户计量和分室控温，假若邻室无人居住或间歇性采暖，由楼板或隔墙形成的传热量会加大负荷，所以计算时应按常规计算的热负荷再乘以一个适当的系数来考虑该部分传热问题。④对于高层、超高层建筑而言，由于建筑物高度增加，要考虑热压和风压的综合作用，室外风速随建筑高度的增加而加大，因为对流换热与室外风速有关，风速愈大，传热愈快，所以风速对耗热量的影响有时不容忽视，必须通过计算确定。

2．2室内各房间散热器片数确定

散热器片数的确定，首先假设修正系数β1为1，要先确定散热面积，由公式f=qβ1β2β3/k(tpj-tn)计算得出散热面积，再根据每片散热器的散热面积f，求出散热器的片数，再乘以修正系数β1，即得到室内各房间散热器的片数。

2．3水力计算设计

通常高层建筑物的热水采暖系统采用分区供给，但当高度不超过50m时，可不用采取竖向分区。此高层十层未超过50米，户内采暖系统采用下供下回水平双管同程式系统，故水力计算与常规计算方法一样，唯一不同的是多了热量表和温控阀的阻力，其立管所带的并联环路由传统的一组散热器变成了一个单独的户内采暖系统。

设计计算时需要注意的是：①本系统采用双管系统，各层的支管在户内是同程式，但双立管所带的各并联环路是异程式。先选择最不利环路，确定其管径、压力损失。再用同样的方法依次计算各并联环路的管径、压力损失，求出各并联环路的压力损失不平衡率，双管同程式允许差值15%，双管异程式允许差值25%。②管材选用：双立管位于管道井内，采用热镀锌钢管，丝扣连接；户内埋于垫层内的采用pb管，外径不大于de25，因地势平坦无坡度敷设，流速不得小于025m/s，埋在垫层内的塑料管不得有接头。③热表设置：各居民用户设置户用热表，水过滤器等，采用一户一表。每户的户用入口设泄水装置，泄水管引至下一层管井内，还要将户内水平管道泄空，以便装修或维修方便。④埋地热管道穿卫生间时，通常要采用不穿防水层的做法，即采暖干管不进入卫生间，接散热器的支管埋入卫生间侧墙（非承重墙），并上翻至防水卷边上部（一般为30cm）进入卫生间，一进入卫生间就接散热器（散热器要高于地面30cm），保证不影响高点放气。

三、室外采暖设计

该高层住宅群采取环保节能措施，室外采暖设计包括：住宅群总热、确定循环水泵流量和扬程、补水泵的流量和扬程、室外管材选用等。该住宅群总热负荷为居住区综合采暖热指标乘以总建筑面积得到。循环水泵流量、扬程的确定：根据流量计算公式g=086q/△t，得出流量值，随后通过水力计算，得出室外管网与末端用户的阻力之和，即为扬程的米数。补水泵的流量、扬程计算：一般来说，补水量按循环水量的5%选取，其扬程由公式h=hb+hs-h计算得出。室外采暖管材选用：通常采外采暖管dn200及以下选用无缝钢管，大于dn200选用电焊缝螺旋钢管，不管选用何种管材均采用聚氨酯保温，外用高密度聚乙烯保护外壳。

综上即是作者结合实际经验，得出的以单元式住宅为主、采用热电联产集中供暖方式，按分户计量的高层建筑室内、室外采暖设计计算。当然，在实际设计中结合高层建筑本身的特点，综合分析各方面因素，选择最优采暖方式，最大程度满足居民舒适性生活的需求，才是建筑采暖设计的上上策。

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